¿Qué es el acero 4140?
El acero 4140 (G41400) pertenece al acero de ultra alta resistencia y el estándar ejecutivo es ASTM A29M UNS-2012 (especificación estándar para requisitos generales de acero al carbono forjado en caliente y barras de acero aleado).
Este acero presenta buena maquinabilidad, pequeña deformación durante el procesamiento y buena resistencia a la fatiga, siendo un acero de templabilidad media y alta.
Este acero tiene buena trabajabilidad.
La deformación del procesamiento es pequeña y la resistencia a la fatiga es bastante buena.
Es un acero de templabilidad media.
4140 tiene buena resistencia y propiedades mecánicas integrales después del tratamiento térmico, así como buena procesabilidad y alto rendimiento.
La temperatura máxima de funcionamiento es 427 ℃
4140 tiene alta resistencia, templabilidad, buena tenacidad, pequeña deformación durante el templado, sin fragilidad obvia en el templado, alto límite de fatiga y resistencia al impacto múltiple después del tratamiento de templado y revenido, y buena tenacidad al impacto a baja temperatura.
Tiene alta resistencia a la fluencia y resistencia a altas temperaturas.
Se utiliza para fabricar piezas forjadas con mayor resistencia y mayor sección transversal de templado y revenido que el acero 35CrMo, como engranajes grandes para tracción de locomotoras, engranajes de transmisión de sobrealimentadores, eje trasero, biela y abrazadera de resorte con carga grande, junta para tubería de perforación y herramienta para pescar petróleo a profundidades muy por debajo de los 2.000 m y molde para plegadora.
Composición química del acero 4140.
| Elemento | Composición |
|---|---|
| Carbono (C) | 0,38 – 0,45 |
| Silicio (Si) | 0,17 – 0,37 |
| Manganeso (Mn) | 0,50 – 0,80 |
| Fósforo (P) | ≤ 0,035 |
| Azufre (S) | ≤ 0,035 |
| Cromo (Cr) | 0,9 – 1,20 |
| Níquel (Ni) | ≤ 0,30 |
| Molibdeno (Mo) | 0,15 – 0,25 |
| Cobre (Cu) | ≤ 0,30 |
Propiedades mecánicas del acero 4140
| Propiedad mecanica | Especificación |
|---|---|
| Resistencia a la tracción (σb) (MPa) | ≥ 1080 (110) |
| Resistencia a la fluencia (σs) (MPa) | ≥ 930 (95) |
| Alargamiento (δ5) (%) | ≥ 12 |
| Reducción de área (ψ) (%) | ≥ 45 |
| Energía de impacto Akv (J) | ≥ 63 |
| Resistencia al impacto (αkv) (J/cm²) | ≥ 78 (8) |
| Dureza (HB) | ≤ 217 |
| Tamaño de la muestra | tamaño en blanco de 25 mm |
¿Qué es el acero 4130?
Acero aleado AISI 4130 (UNS G41300), norma ejecutiva: ASTM A29/A29M-04.
El acero estructural 4130 tiene alta resistencia y tenacidad, alta templabilidad y el diámetro crítico de templabilidad con aceite es de 15 a 70 mm;
La resistencia térmica del acero también es buena. Tiene suficiente resistencia a altas temperaturas por debajo de 500 ℃, pero su resistencia disminuye significativamente a 550 ℃;
Cuando el elemento de aleación está en el límite inferior, la soldadura es bastante buena, pero cuando está cerca del límite superior, la soldabilidad es media y es necesario precalentarlo por encima de 175 °C antes de soldar;
El acero tiene buena maquinabilidad y plasticidad moderada durante la deformación en frío;
Existe el primer tipo de enfriamiento de la fragilidad en el rango de 300-350 ℃ durante el tratamiento térmico;
Hay una tendencia a que se formen manchas blancas.
Este tipo de acero se utiliza normalmente en estado templado y revenido.
Cuando el contenido de carbono es inferior al límite inferior, también se puede utilizar como acero carburizado con núcleo de alta resistencia.
En la industria de fabricación de maquinaria de tamaño mediano, se utiliza principalmente para fabricar piezas de templado y revenido de gran sección transversal y que trabajan en condiciones de alta tensión, como ejes, husillos y ruedas de control, tornillos, pasadores y engranajes bajo cargas elevadas;
En la industria química se utiliza en la fabricación de piezas soldadas, estructuras soldadas formadas por placas y tubos y tubos de alta presión con una temperatura no superior a 250 ℃ trabajando en un medio que contiene nitrógeno e hidrógeno;
Se utiliza para fabricar sujetadores por debajo de 450 ℃ y bridas y cubiertas de bridas de alta presión por debajo de 500 ℃ en la industria de fabricación de calderas y turbinas de vapor.
AISI 4130 se aplica principalmente en: en la industria de fabricación de maquinaria de tamaño mediano, se utiliza principalmente para fabricar piezas templadas y revenidas de gran sección y que trabajan en condiciones de alto estrés, como ejes, husillos y ruedas operativas, tornillos, pernos. y engranajes bajo cargas elevadas.
El acero aleado AISI 4130 contiene cromo y molibdeno como agentes reforzantes.
Tiene un bajo contenido de carbono y, por tanto, es fácil de soldar.
| Elemento | Composición |
|---|---|
| Carbono (C) | 0,28 – 0,33 |
| Silicio (Si) | 0,15 – 0,35 |
| Manganeso (Mn) | 0,40 – 0,60 |
| Azufre (S) | Residuo permitido ≤ 0,040 |
| Fósforo (P) | Residual permitido ≤ 0,035 |
| Cromo (Cr) | 0,80 – 1,10 |
| Níquel (Ni) | Residual permitido ≤ 0,030 |
| Cobre (Cu) | Residual permitido ≤ 0,030 |
| Molibdeno (Mo) | 0,15 – 0,25 |
Propiedades mecánicas del acero 4130
| Propiedad mecanica | Especificación |
|---|---|
| Resistencia a la tracción (σb) (MPa) | ≥ 930 (95) |
| Límite elástico (σs) (MPa) | ≥ 785 (80) |
| Alargamiento (δ5) (%) | ≥ 12 |
| Reducción de área (ψ) (%) | ≥ 50 |
| Energía de impacto Akv (J) | ≥ 63 |
| Resistencia al impacto (αkv) (J/cm²) | ≥ 78 (8) |
| Dureza (HB) | ≤ 229 |
| Tamaño de la muestra | tamaño en blanco de 25 mm |
| Especificación de tratamiento térmico | Enfriamiento a 880°C, enfriamiento con agua o aceite; Enfriamiento a 540°C, enfriamiento con agua o aceite. |
¿Cuál es la diferencia entre el acero 4140 y el acero 4130?
4140 es un grado de acero estadounidense, equivalente al acero estructural de aleación 42CrMo de China, y 4130 es un grado de acero estadounidense, equivalente al 30CrMo de China.
